早期水泥混凝土路面裂縫預(yù)防措施

（江蘇省交通工程集團有限公司，江蘇，淮安，223001）

【摘要】早期水泥混凝土路面裂縫對后期施工質(zhì)量影響很大，本文簡述了早期水泥混凝土裂縫的危害、類型、影響因素，以及預(yù)防措施。

【關(guān)鍵詞】水泥砼路面；夏季施工；早期裂縫；分析與防治

水泥砼路面有著強度高，實施快，所需大型機械設(shè)備少的特點，成為農(nóng)村公路，尤其是村道建設(shè)的首選。在鎮(zhèn)江市的農(nóng)村公路建設(shè)中大量采用此種形式。水泥混凝土路面的施工工期一般都集中在每年的6-9月份高溫季節(jié)，由于種種原因， 其表面經(jīng)常在混凝土初凝后至開始養(yǎng)護(hù)之前就產(chǎn)生裂縫， 特別是夏秋季中午施工的路段， 具有較大水平表面的混凝土，裂縫產(chǎn)生更為突出。針對這一現(xiàn)象， 本文根據(jù)這類混凝土路面夏季施工的特點， 提出了一些簡便易行的夏季施工早期裂縫防治措施。

1 早期裂縫的危害

早期裂縫是水泥砼路面常見病害之一， 由于它是以裂縫形式出現(xiàn)， 修補較困難。整塊敲掉，既可惜又容易產(chǎn)生病害， 重新澆筑將會影響工期和造成很多的負(fù)面影響。隨著水泥砼路面的發(fā)展， 其病害也不斷出現(xiàn)， 特別是在夏季或冬季施工的路面， 早期裂縫的現(xiàn)象更為嚴(yán)重?？梢?， 早期裂縫對砼路面的危害十分普遍， 對其如何防護(hù)和處理顯得十分重要。因此如何消除和防治早裂病害， 對質(zhì)量管理來說是一項必須努力攻克的課題。

2 早期裂縫種類

2.1 沉降裂縫。是混凝土澆筑后，水泥和骨料自然下沉，同時引起泌水，在沉降過程中發(fā)生的裂縫。沉降裂縫一般均在澆筑1～3h 后產(chǎn)生， 屬硬化前裂縫。

2.2 干縮裂縫。干縮裂縫主要是因水泥及骨料品種、混凝土配合比設(shè)計不當(dāng)影響所致。

2.3 溫度裂縫。水泥的水化作用是伴隨著發(fā)熱的化學(xué)反應(yīng)，所以混凝土在硬化過程中釋放出大量的熱能，內(nèi)部膨脹與外部收縮互相制約，產(chǎn)生裂縫。

2.4 施工裂縫。震搗不夠，拆模過早，混凝土和易性差，強度達(dá)不到設(shè)計強度的要求等產(chǎn)生的裂縫。

3 早期裂縫產(chǎn)生的原因分析

3.1原材料的質(zhì)量的影響

3.1.1水泥堿含量較大。一般情況下，路面混凝土宜選用堿含量不大于 0.6%的水泥。

3.1.2 集料級配不良。不良的集料級配將可能造成混凝土的離析，粗、細(xì)集料聚集，形成強度和變形的薄弱區(qū)域，從而影響混凝土強，引起裂縫。

3.1.3 砂、石含泥量太大。含泥量超標(biāo)降低了混合料的粘結(jié)度，降低了混凝土的質(zhì)量，引起裂縫。

3.2 水泥及水灰比的影響

3.2.1 水灰比偏大或偏小 ，水灰比偏大，使混凝土內(nèi)部密實度降低，強度也隨之降低。同時，水灰比偏大，混凝土干縮徐變增大，易造成干縮裂縫。水灰比偏小，和易性差，影響施工操作，也難以振搗密實，使混凝土強度降低，產(chǎn)生裂縫。

3.2.2水泥標(biāo)號應(yīng)按照《水泥混凝土路面施工及驗收規(guī)范》的規(guī)定來選用。水泥標(biāo)號的高低直接影響著混凝土的強度，尤其是對水泥混凝土路面起重要作用的抗壓強度和彎拉強度。實踐證明，混凝土的早期強度高可以減少水泥混凝土路面的早期裂縫。因此，在混凝土中摻加適量的外加劑是提高混凝士早期強度的有效措施。

3.2.3 水泥的化學(xué)成分對混凝土質(zhì)量有一定影響。小廠生產(chǎn)的水泥，硅酸二鈣和鋁酸三鈣含量過高或含有較高的有害雜質(zhì)(如游離三氧化硫、氧化鎂等)，會使混凝土的穩(wěn)定性降低，產(chǎn)生過大的收縮，從而導(dǎo)致水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生。

3.2.4 水泥顆粒細(xì)度不符合標(biāo)準(zhǔn)也會使水泥性質(zhì)變壞，使用這種水泥修筑的路面也易產(chǎn)生裂縫。

3.3 高溫對早期裂縫的影響

水泥砼具有熱脹冷縮的性質(zhì)。由于水泥水化作用， 是伴隨發(fā)熱的化學(xué)反應(yīng)， 所以， 在硬化的過程中釋放大量熱能， 使溫度上升。經(jīng)參考有關(guān)實測資料， 在通常溫度范圍內(nèi)， 砼溫度上升1℃， 每米膨0.01 毫米。這種溫度變形， 對大面積砼板塊， 極為不利。砼面板的內(nèi)部溫度增高有時可達(dá)到40- 60℃， 使內(nèi)部砼產(chǎn)生顯著的體積膨脹， 而板面砼隨著晚上氣溫降低， 濕水養(yǎng)護(hù)而冷卻收縮。內(nèi)部膨脹與外部收縮， 互相制約， 產(chǎn)生很大拉應(yīng)力， 而外部砼所受拉應(yīng)力一旦超過砼當(dāng)時的極限抗拉強度時， 板塊就會產(chǎn)生裂縫。一般認(rèn)為， 當(dāng)混凝土溫度在50℃之下時， 基微觀結(jié)構(gòu)變化可以忽略不計， 當(dāng)混凝土溫度在70℃以上時， 其微觀結(jié)構(gòu)的變化認(rèn)為是不利的， 大體積混凝土的高溫影響往往被忽略， 在夏季施工的一般混凝土構(gòu)造物， 由于氣溫、材料溫度、模板或基礎(chǔ)溫度以及水泥水化熱集中釋放的影響， 造成的溫升往往會使其溫度超過不利的最高溫度， 由于早期齡混凝土抗變形能力小， 混凝土微觀結(jié)構(gòu)的變化不僅影響混凝土的整體強度， 而且容易在表面形成熱裂縫。

3.4施工影響

3.4.1水泥混凝土施工選用材料的優(yōu)劣，施工機械、施工工藝和施工方法等都對裂縫的產(chǎn)生具有明顯的影響。

3.4.2施工時，混凝土欠振、漏振、過振或者選用的攪拌設(shè)備不合適、攪拌時間不足都會產(chǎn)生板體強度不均或?qū)е码x析，使表面砂漿過厚易產(chǎn)生收縮裂縫。

3.4.3切縫不及時。由于高溫季節(jié)施工，又是在覆蓋升溫的情況下，水泥混凝土強度提高較快，使混凝土內(nèi)部的拉應(yīng)力釋放在切縫端。切縫的目的就是縮短混凝土板塊長度以減少內(nèi)應(yīng)力，實現(xiàn)人為的有規(guī)律斷裂。水泥混凝土路面施工后在當(dāng)時溫度條件下一般都要在16-18小時才可以切縫，但因施工未及時切縫，造成裂縫和斷板。

3.4.4施工操作不當(dāng)，也會出現(xiàn)裂紋。施工時由于過度抹壓表面，使水、水泥和集料的細(xì)顆粒浮到表面形成稀漿層，比下面的砂漿有較大的干縮性，強度降低，容易在面層開裂。

3.4.5 養(yǎng)護(hù)不及時或養(yǎng)護(hù)方式不當(dāng)，不能及時補充或阻止水分的蒸發(fā)。頂面水份散失快，收縮迅速；底板水份散失慢，砼板的頂面和底面收縮不一致，必然產(chǎn)生翹曲，造成混凝土表面開裂。

4 防治措施

根據(jù)公路夏季施工以下特點，提出相應(yīng)防治措施。

4.1 混凝土的組成材料溫度高。由于氣溫高、陽光照射， 用于組成混凝土混合物的砂、石材料溫度較高；新出廠水泥， 往往溫度高， 由于氣候炎熱， 水泥中的熱量不易散發(fā)， 加上太陽照射等因素的影響， 使得水泥的溫度較高， 某些水泥的溫度可高達(dá)70℃。

4.2 氣候炎熱、氣溫高，秋季晝夜溫差大。

4.3 混凝土基礎(chǔ)或模板等支承物的溫度高。

4.4 裸露面大， 受環(huán)境影響大。

4.5 氣候多變。

相應(yīng)措施：

4.5.1 嚴(yán)格選擇符合規(guī)范及設(shè)計要求的水泥。水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度和水泥用量影響混凝土的用水量。水泥細(xì)度，水泥組份影響早期的水化程度，因此影響混凝土中的游離水的份量，最終影響混凝土的收縮。 的發(fā)熱量大，放熱早，因此 含量高的水泥，混凝土溫度升高快。引起混凝土熱脹冷縮量大而早，所以道路用水泥必須限制其中的 含量。另外，水泥中石膏成份含量不足，也使混凝土具有較大的收縮。 在水泥中的含量為 3.1%時，干縮最小。當(dāng)含量超過此值時，干縮又增大。我國水泥標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，水泥中的 的含量不大于3.5%。 含量少時，有減少混凝土收縮作用。礦渣硅酸鹽水泥的需求量大，故導(dǎo)致混凝土的收縮也大。

4.5.2 砼單位骨料用量愈大， 其熱膨脹系數(shù)愈小。水泥漿含量愈多，則砼膨脹系數(shù)愈大。因此， 合理選擇級配， 采用水化熱較低水泥， 減少水泥及用水量， 降低砼膨脹值， 是防止溫度裂縫的主要途徑。

4.5.3 施工管理中， 應(yīng)注意人工降溫措施， 對表層砼采取保溫保濕防護(hù)措施， 減少溫度變形。降溫可采用以下辦法:

A、用搭棚遮蓋等措施使新澆混凝土免受陽光直接照射， 降低混凝土表面的環(huán)境溫度；

B、對混凝土的各種組成材料進(jìn)行降溫， 控制混凝土新拌合物的溫度在32℃以下；

C、夜間和早晨氣溫較低， 基礎(chǔ)或模板的溫度也較低， 因此， 可以有效降低混凝土溫度和混凝土表面水分蒸發(fā)率。

4.5.4 對于大面積砼路面施工， 應(yīng)該做到及時鋸縫， 這是防止溫度裂縫的有效措施。

4.5.5 選擇適宜的養(yǎng)護(hù)方法， 盡早開始養(yǎng)護(hù)并保持混凝土表面濕潤，可以防止蒸發(fā)， 減少收縮， 保障混凝土表面水化順利進(jìn)行。對采用各種養(yǎng)護(hù)的新澆混凝土， 爭取在混凝土表面整形完成后和表面水膜消失前即開始養(yǎng)生， 但養(yǎng)生時一般不能污染或損傷混凝土已成型表面， 因此必須選擇適宜的養(yǎng)護(hù)方法及最佳的養(yǎng)護(hù)開始時間。

5 結(jié)束語

混凝土早期裂縫產(chǎn)生的原因復(fù)雜， 各地的主要影響因素也不盡相同， 對混凝土構(gòu)筑物的危害也輕重不同。因此， 加強對混凝土早期裂縫產(chǎn)生原因及防治措施的研究， 因地制宜， 找出適合于當(dāng)?shù)靥攸c的防治措施， 是避免混凝土產(chǎn)生早期裂縫的有效途徑。

參考文獻(xiàn)

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